Метод за получаване на слънчогледов хибрид
Притежатели на патенти RU 2302105:
Изобретението се отнася до областта на селското стопанство, по-специално до метод за производство на слънчогледови хибриди. Самобезплодните растения се получават от самофертилни чрез промяна на условията им на отглеждане. След това получените самостерилни растения се кръстосват с растения с мъжка плодовитост или се отглеждат при непроменени условия. За получаване на самоплодни растения се вземат самофертилни растения и се отглеждат при обичайните им условия до фазата на цъфтеж. С началото на цъфтежа на самоплодните растения за тях се определя 24-часов светлинен ден за целия период на цъфтеж на кошницата (обикновено 5-7 дни). Така получените самобезплодни растения се използват като майчини форми за кръстосване с мъжкоплодни. Изобретението позволява да се повиши ефективността на получаване на майчини растения. 2 т.п. f-ly, 3 табл.
Изобретението се отнася до селското стопанство, а именно до селекцията и генетиката на култивирани слънчогледови растения.
За надеждна хибридизация на растенията е необходимо предварително получаване на майки, т.е. едновременно женски фертилни и мъжки стерилни, организми, които произвеждат хибридни семена само когато се опрашват от прашеца на бащиното растение и нямат способността да се самоопрашват. В същото време трябва да се прави разлика между мъжки стерилитет, като неспособност да се образуват жизнеспособни мъжки гамети, и самостерилитет, като неспособност за самооплождане с нормални мъжки и женски гамети.
Известен е метод за получаване на хибриди при култивирания слънчоглед Helianthus annuus L., който е еднодомно растение с двуполови протерандрични тръбести цветя, събрани в съцветие-кошничка, базиран на ръчна кастрация, според който се получавамайчините растения, прашниците на всяко цвете се отстраняват с пинсети в първия ден от цъфтежа му от 6 до 8 часа сутринта, последвано от нанасяне на цветен прашец на бащиното растение върху близалцата на плодниците на кастрирани цветя (Гундаев А. И. Основни принципи на отглеждане на слънчоглед. В книгата: Генетични основи на отглеждането на растения. - М .: Наука, 1977. - С. 41 7-465).
Недостатъкът на този метод е високата трудоемкост, необходимостта от квалифициран труд, ненадеждността на процеса на хибридизация поради възможното самоопрашване с непълно отстраняване или напукване на прашниците.
Известен е метод за получаване на мъжки стерилни аналози на слънчогледови растения, основан на използването на екзогенни фактори на околната среда, а именно химическа кастрация, според която растенията се напръскват индивидуално с воден разтвор на гиберелин във фаза на розетка по време на полагането на генеративните органи на кошницата с шест до осем чифта листа. Добивът в този случай намалява до ниво от 70% (AS СССР № 211926, A01H 3/04, 1968, № 8).
Недостатъкът на този метод е високата трудоемкост и намалената женска плодовитост на растенията, третирани с гаметоцид.
Известен е и метод за получаване на растителни хибриди, взет от нас като прототип (Патент България № 2210884, А01Н 1/02, публ. 2003 г., бул. № 24), според който условията на отглеждане на растенията се променят, за да станат мъжки стерилни, след което получените мъжки стерилни растения се кръстосват с растения с мъжка фертилност или се отглеждат при непроменени условия за получаване на хибриди, докато промяната на условията на растеж на растенията се състои в промяна на един или няколко фактора за тяхното отглеждане, като например мястото на отглеждане, периода на отглеждане, влажността, храненето, фотопериода и температурните условия и промянатафотопериодът се състои в отглеждане на растения с къс ден при условия с фотопериод от 12 часа/ден или повече или отглеждане на растения с дълъг ден при условия с фотопериод по-малък от 12 часа/ден.
Недостатъкът на този метод е ниската ефективност на производството на мъжки стерилни растения на ниво от 15% чрез промяна на специфични условия на отглеждане.
Настоящото изобретение решава проблема за повишаване на ефективността на получаване на майчини растения.
Целта на изобретението е да се постигне мъжка самобезплодие на тръбести кошничкови цветя на слънчоглед чрез постигане на морфологична женска еднополовост на тези цветове, осигуряваща им невъзможност за самоопрашване.
Техническият резултат се постига чрез факта, че в известен метод за получаване на растителен хибрид, включващ кръстосване на растение, чиято мъжка стерилност се получава чрез промяна на условията на отглеждане, с растение с мъжка плодовитост или отглеждано при непроменени условия, и се използва фотопериод като фактор за промяна на условията на отглеждане на растенията, съгласно изобретението, за получаване на мъжка стерилност, растението се отглежда с фотопериод от 24 часа дневна светлина във фазата на цъфтеж на кошницата и преди цъфтеж, растенията се отглеждат при нормални условия, като се определя 24-часова дневна светлина за целия период на цъфтеж на кошницата - от 5 до 7 дни.
Сравнителният анализ на предложеното техническо решение с прототипа ни позволява да заключим, че предложеният метод се различава от известния метод по отношение на режима на изпълнение на метода - начина на неговото прилагане: в известния метод промяната на фотопериода за растения с къс ден се извършва нагоре от 12 часа / ден, а за растения с дълъг ден - надолу от 12 часа / ден, и такъв режимзаложено за целия период на отглеждане, а в претендирания метод заложено 24-часово светло денонощие и само във фазата на цъфтеж на слънчогледовите кошнички.
По този начин заявеният метод отговаря на критерия за патентоспособност "новост".
Проучвайки нивото на науката и технологиите в процеса на провеждане на патентно търсене за всички видове информация, публично достъпна в пресата, не намерихме решения, които имат характеристики, които съвпадат с отличителните. Публикувани данни за производството на слънчогледови растения с мъжка стерилност при фотопериодична експозиция във фаза цъфтеж на кошничката не са намерени. Освен това отличителните белези от прототипа, съдържащи се в независимата претенция, за специалист в областта на селекцията и генетиката, не произтичат изрично от съвременното състояние на техниката.
Всички известни методи за получаване на мъжки стерилни растения включват експозиция по време на периода на растеж на растенията, а именно в началото на образуването на генеративни органи, по-специално във фаза на розетка, т.е. в ранните критични етапи на развитие на прашника. Освен това отглеждането на слънчоглед при непрекъснато осветление в изкуствени климатични камери не влияе на прехода на растенията към цъфтеж, леко намалява вегетационния период с 3-7 дни (Klyuka V.I. и Tsurkani S.N. Интензивност и продължителност на осветяване при отглеждане на слънчоглед в условия на изкуствен климат. В книгата: Проблеми на физиологията на маслодайните растения във връзка със задачите на селекцията и селскостопанската технология. "Крас нодар: Издателство на ВНИИМК, 1975 - С.101-107).формира при липса на самоопрашване.
Следователно може да се заключи, че заявеното изобретение отговаря на критерия за патентоспособност „изобретателско ниво“.
Заявеното техническо решение отговаря и на критерия за патентоспособност „промишлена приложимост“, тъй като може да се използва в селекционната практика за създаване на експериментални слънчогледови хибриди в камерите и оранжериите на фитотрона, и освен това описанието на изобретението показва средствата и методите, чрез които е възможно да се приложи техническото решение във формата, описана в независимата претенция на изобретението.
Методът се осъществява по следния начин.
За да се получи мъжко стерилно слънчогледово растение, растение от самофертилна линия се отглежда в камери или оранжерии на фитотрон до етапа на цъфтеж при нормални условия (с фотопериод от 16 часа ден / 8 часа нощ). С началото на цъфтежа растенията установяват 24-часов светъл ден за цялото време на цъфтеж на кошницата (от 5 до 7 дни). Полученото растение с мъжка стерилност с морфологично еднополови женски цветове поради липсата на прашници от венчето се използва като майчина форма и се кръстосва с растение с мъжка плодовитост или се отглежда при непроменени условия.
Пример. Растенията от слънчогледовата постоянна линия за размножаване с генетично модифициран състав на мастни киселини и токофероли VK876 бяха отгледани през лятото на 2004 г. в 16 контейнера с почва в оранжерия при естествена светлина по стандартния метод. След началото на цъфтежа 12 растения бяха прехвърлени във фитотронната камера с 24-часов светъл ден с помощта на снимки 4 лампи с лампи DRI-2000-6 и осветеност от 25 килолукса. Четири растения бяха държани в оранжерията като контроли. За всичките 12 растения в камератафитотрон, се наблюдава нарушение на процеса на цъфтеж на тръбни цветя под формата на отсъствие на феномена на протерандриите за концентричната зона на съответния ден на цъфтеж, което се състои в отсъствието на прашниковата тръба с прашец от венчето поради пълното отсъствие на растеж на тичинкови нишки (таблица 1). Дължината на венчето и дължината на прашниковата тръба не се различават съществено. В същото време се наблюдава обичайният растеж на плодника, последван от отваряне на две близалца без отстраняване на прашеца.
Изкуственото разрязване на венчетата на тези морфологично женски еднополови цветя в три прашника показа, че нормално развитите прашникови тръбички съдържат обичайното количество прашец. В случай на връщане на растение, което е цъфтяло за 2-3 дни в условията на нормален фотопериод, цветовете на останалата част от кошницата показват, както и останалите контролни растения, нормално протерандрозно развитие с изхвърляне на прашец от предварително покълналата прашникова тръба от затворените лобове на близалцето на плодника. Следователно, фотопериодично определената морфологична женска унисексуалност се появява само в цветята на зоната на цъфтеж, която е била под въздействието на 24-часова дневна светлина.
Три растения от линията VK876 с фотопериодична морфологична женска еднополовост на цветята във фитотронната камера бяха опрашени индивидуално с цветен прашец от линията LG28, другите три растения бяха опрашени с цветен прашец от линията VK876, получен по време на нормален фотопериод, останалите три растения бяха изолирани за самоопрашване. Заложените семена по време на опрашването на шест антидии варират от 90 до 98%, което показва висока женска плодовитост на майчините растения. И трите растения, оставени за самоопрашване, не образуват семена; се оказа напълно самостерилен.
Изолиране на отделни кошнички от самофертилната линия VK876 при условияНормалният парников фотопериод доведе до образуване на семена от самоопрашване (Таблица 2). Относително по-малкият брой хибридни семена на кошница спрямо броя на семената, получени от самоопрашване, се обяснява с еднократно прилагане на прашец от бащината форма върху близалцата на плодниците при кръстосване, докато самоопрашването продължава през всичките пет дни на цъфтежа на кошницата.
По този начин, в предложения метод, добивът на самостерилни растения след фотопериодично излагане на самофертилни растения е 100%, степента на хибридизация е 100% при пълна липса на самоопрашване на майчините растения.
И така, мъжката самостерилност на тръбните цветя се постига чрез фотопериодично излагане на 24-часова дневна светлина по време на фазата на цъфтеж на антиума, причинявайки нарушение на процеса на цъфтеж на андроцея под формата на отсъствие на протеандрия за концентричната зона на съответния ден на цъфтеж, което се състои в отсъствието на прашникова тръба с прашец от венчето на цветето поради липса на растеж на тичинкови нишки. по време на нормален растеж на плодника, последвано от отваряне на два дяла на неговото близалце без прашец.
Ако е необходимо да се получи прашец от майчиното растение за неговото самоопрашване или използване като бащина форма, трябва да се премине към 16-часов фотопериод, което ще доведе до обичайния тип цъфтеж на останалата част от кошничката, като прашниците излизат от новоразцъфналите цветове и изтласкват прашеца от прашниковата тръба чрез близалцата. В същото време прашниците на предишните концентрични цъфтящи зони, които не са напуснали венчето, вече не покълват.
Следователно посоченият набор от декларирани характеристики е необходим и достатъчен за постигане на целта (получаване на мъжка самобезплодие на тръбни слънчогледови кошничкови цветя порадипостигане на морфологичната женска еднополовост на тези цветя, което гарантира тяхната неспособност за самоопрашване) и решаване на задачата (повишаване на ефективността на получаване на майчини растения).
1. Метод за производство на хибрид на слънчогледово растение, който включва кръстосване на растение, чиято мъжка стерилност се получава чрез промяна на условията на отглеждане, с растение с мъжка плодовитост или отглеждано при непроменени условия, и фотопериодът се използва като фактор за промяна на условията на отглеждане на растенията, характеризиращ се с това, че за получаване на мъжка стерилност растението се отглежда с фотопериод от 24 часа дневна светлина във фазата на цъфтеж на кошницата.
2. Методът съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че преди цъфтежа растението се отглежда при нормални условия.
3. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че 24-часовият светъл ден се определя за целия период на цъфтеж на кошничката - от 5 до 7 дни.